【非常考案】2017屆通用版高考物理一輪章末沖關(guān)評價練8磁場

1、章末沖關(guān)評價練(八)(時間：50分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分，在每題給出的四個選項中第16題只有一項符合題目要求第710題有多項符合題目要求、全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1(2015·寶雞模擬)19世紀法國學(xué)者安培提出了著名的分子電流假說他認為，在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流分子電流(分子電流實際上是由原子內(nèi)部電子的繞核運動形成的)，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當于兩個磁極下圖中將分子電流(上圖中箭頭表示電子運動方向)等效為小磁體的圖示中正確的是()圖1【解析】選B.由安培定則可

2、判斷出分子電流等效為小磁體的圖示中正確的是B.【答案】B2如圖2所示，A、B、C是等邊三角形的三個頂點，O是A、B連線的中點以O(shè)為坐標原點，A、B連線為x軸，O、C連線為y軸，建立坐標系過A、B、C、O四個點各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等、方向向里的電流則過O點的通電直導(dǎo)線所受安培力的方向為()圖2A沿y軸正方向B沿y軸負方向C沿x軸正方向 D沿x軸負方向【解析】A、B兩處導(dǎo)線的電流在O處產(chǎn)生的磁場疊加為0，C處導(dǎo)線的電流在O處產(chǎn)生的磁場方向向左，由左手定則知O點導(dǎo)線受安培力方向向上故A正確【答案】A3如圖3所示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B.在xO

3、y平面內(nèi)，從原點O處沿與x軸正方向成角(0<<)以速率v發(fā)射一個帶正電的粒子(重力不計)則下列說法正確的是()圖3A若v一定，越大，則粒子在磁場中運動的時間越短B若v一定，越大，則粒子在離開磁場的位置距O點越遠C若一定，v越大，則粒子在磁場中運動的角速度越大D若一定，v越大，則粒子在磁場中運動的時間越短【解析】由左手定則可知，帶正電的粒子向左偏轉(zhuǎn)若v一定，越大，則粒子在磁場中運動的時間越短，選項A正確；若v一定，等于90°時，粒子在離開磁場的位置距O點最遠，選項B錯誤；若一定，粒子在磁場中運動的周期與v無關(guān)，粒子在磁場中運動的角速度與v無關(guān)，粒子在磁場中運動的時間與v無關(guān)

4、，選項C、D錯誤【答案】A4如圖4是某離子速度選擇器的原理示意圖，在一半徑為R的絕緣柱形筒內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向平行于軸線，在柱形筒上某一直徑兩端開有小孔M、N，現(xiàn)有一束速率不同、比荷均為k的正、負離子，從M孔以角入射，一些具有特定速度的離子未與筒壁碰撞而直接從N孔射出(不考慮離子間的作用力和重力)則從N孔射出的離子()圖4A是正離子，速率為B是正離子，速率為C是負離子，速率為D是負離子，速率為【解析】因為離子向下偏，根據(jù)左手定則可知離子帶正電，運動軌跡如圖，由幾何關(guān)系可知r，由qvBm可得v，故選項B正確【答案】B5(2016·長沙模擬)有兩個動能相同的氕核(H)和氘核

5、(H)(均不計重力)分別在兩個勻強磁場區(qū)域、中做圓周運動，若區(qū)域的磁感應(yīng)強度是區(qū)域的n倍，則下列說法正確的是()A氘核運動的速率是氕核的倍B氘核所受的向心力大小是氕核的n倍C氘核做圓周運動的半徑是氕核的倍D氘核做圓周運動的周期是氕核的2n倍【解析】氘核和氕核的電荷量q相同，質(zhì)量之比，由動能表達式Ekmv2得v，氘核和氕核運動的速率之比，選項A錯誤；由洛倫茲力公式FqvB得，氘核和氕核所受的向心力大小之比，選項B錯誤；由R得，氘核和氕核做圓周運動的半徑之比，選項C正確；由T得，氘核和氕核做圓周運動的周期之比，選項D錯誤【答案】C6如圖5所示，在第象限內(nèi)有水平向右的勻強電場，電場強度為E，在第、象

6、限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小相等有一個帶電粒子以垂直于x軸的初速度v0從x軸上的P點進入勻強電場中，并且恰好與y軸的正方向成45°角進入磁場，又恰好垂直于x軸進入第象限的磁場已知OP之間的距離為d，則帶電粒子在磁場中第二次經(jīng)過x軸時，在電場和磁場中運動的總時間為()圖5A. B.(25)C.(2) D.(2)【解析】帶電粒子的運動軌跡如圖所示由題意知，帶電粒子到達y軸時的速度vv0，這一過程的時間t1.又由題意知，帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)軌道半徑r2d.故知帶電粒子在第象限中的運動時間為：t2帶電粒子在第象限中運動的時間為：t3故t總(2)【答案】D7如圖6甲所示是用

7、來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連帶電粒子在磁場中運動的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，忽略帶電粒子在電場中的加速時間，則下列判斷正確的是()甲乙圖6A在Ek­t圖中應(yīng)有t4t3t3t2t2t1B高頻電源的變化周期應(yīng)該等于tntn1C粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動能一定越大D要想粒子獲得的最大動能增大，可增加D形盒的半徑【解析】帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期與速度大小無關(guān)，因此，在Ek­t圖中應(yīng)有t4t3t3t2t2t1，選項A正確；帶電粒子在回旋加速器中每運行一周加速

8、兩次，高頻電源的變化周期應(yīng)該等于2(tntn1)，選項B錯；由rmv/qB/qB可知，粒子獲得的最大動能決定于D形盒的半徑，當軌道半徑與D形盒半徑相等時就不能繼續(xù)加速，故選項C錯、D對【答案】AD8在xOy平面內(nèi)以O(shè)為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于xOy平面一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，從原點O以初速度v沿y軸正方向開始運動，經(jīng)時間t后經(jīng)過x軸上的P點，此時速度與x軸正方向成角，如圖7所示，不計重力的影響，則下列關(guān)系一定成立的是()圖7A若r，則0°90°B若r，則tC若t，則rD若r，則t【解析】帶電粒子在磁場中從O點沿y軸

9、正方向開始運動，圓心一定在垂直于速度的方向上，即在x軸上，軌道半徑R，當r時，P點在磁場內(nèi)，粒子不能射出磁場區(qū)，所以垂直于x軸過P點，最大且為90°，運動時間為半個周期，即t；當r時，粒子在到達P點之前射出圓形磁場區(qū)，速度偏轉(zhuǎn)角在大于0°、小于180°范圍內(nèi)，如圖所示，能過x軸的粒子的速度偏轉(zhuǎn)角>90°，所以過x軸時0°<<90°，選項A正確、B錯誤；同理，若t，則r，若r，則t等于，選項C錯誤，D正確【答案】AD9如圖8所示，有一長方體金屬塊放在垂直表面C的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，金屬塊的寬度為d，高為h，

10、當有穩(wěn)定電流I沿平行平面C的方向通過金屬塊時，金屬塊上、下兩面M、N上的電勢分別為M、N，則下列說法中正確的是()圖8A由于磁場力的作用，金屬塊中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的自由電子數(shù)目為|B由于磁場力的作用，金屬塊中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的自由電子數(shù)目為|CN面比M面電勢高D金屬塊的左面比右面電勢低【解析】由于洛倫茲力作用使電子堆積在金屬塊上表面且形成一附加電場，方向向上設(shè)兩面M、N上的電勢差為U，則U|MN|，穩(wěn)定時電子所受的洛倫茲力與電場力相平衡，則evBeU/h，根據(jù)金屬導(dǎo)電時的規(guī)律IneSv，式中Sdh，聯(lián)立各式可得金屬塊中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的自由電子數(shù)目n|，選項A正確，B錯誤；由左手定則可知

11、，電子積累在上端面，電勢低，故選項C正確；由于電源外的電路中電流由高電勢流向低電勢，故選項D錯誤【答案】AC10如圖9所示，L1和L2為兩平行的虛線，L1上方和L2下方都是范圍足夠大且磁感應(yīng)強度相同的勻強磁場，A、B兩點都在L2上帶電粒子從A點以初速度v0與L2成30°角斜向右上方射出，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)后正好過B點，經(jīng)過B點時速度方向也斜向上，不計重力，下列說法正確的是()圖9A帶電粒子經(jīng)過B點時速度大小一定跟在A點時速度大小相等B若將帶電粒子在A點時的初速度變大(方向不變)，它仍能經(jīng)過B點C若將帶電粒子在A點時的初速度方向改為與L2成60°角斜向右上方，它將不能經(jīng)過B點D此帶電粒

12、子既可以是正電荷，也可以是負電荷【解析】帶電粒子在運動的過程中，洛倫茲力對帶電粒子不做功，故速度的大小不變，選項A正確；帶電粒子先沿直線運動，進入上方磁場做圓周運動，出磁場時的速度大小不變，沿直線運動后又進入下方磁場，繼續(xù)做圓周運動，兩次圓周運動的圓弧剛好組成一個完整的圓周，所以無論帶電粒子是正電荷還是負電荷都能經(jīng)過B點，又帶電粒子向右的偏移量只與入射的角度有關(guān)，與速度的大小無關(guān)，故選項B、D正確；若斜向上的角度改變?yōu)?0°，則通過計算可知帶電粒子此時運動一個周期的偏移量是角度為30°時帶電粒子運動一個周期的偏移量的，所以帶電粒子仍能回到B點，選項C錯誤【答案】ABD二、非

13、選擇題(共3小題，共40分，計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11(12分)如圖10所示，在磁感應(yīng)強度B1 T、方向豎直向下的勻強磁場中，有一個與水平面成37°角的導(dǎo)電滑軌，滑軌上放置一個可自由移動的金屬桿ab.已知接在滑軌中的電源電動勢E12 V，內(nèi)阻不計ab桿長L0.5 m，質(zhì)量m0.2 kg，桿與滑軌間的動摩擦因數(shù)0.1，滑軌與ab桿的電阻忽略不計求：要使ab桿在滑軌上保持靜止，滑動變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)變化？(g取10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8，可認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，結(jié)果保留一位有效數(shù)字

14、)圖10【解析】分別畫出ab桿在恰好不下滑和恰好不上滑這兩種情況下的受力分析圖甲乙當ab桿恰好不下滑時，如圖甲所示由平衡條件得沿斜面方向mgsin FN1F安1cos 垂直斜面方向FN1mgcos F安1sin 而F安1BL，解得R15 .當ab桿恰好不上滑時，如圖乙所示由平衡條件得沿斜面方向mgsin FN2F安2cos 垂直斜面方向FN2mgcos F安2sin 而F安2BL，解得R23 .所以，要使ab桿保持靜止，R的取值范圍是3 R5 .【答案】3 R5 12(14分)勻強磁場區(qū)域由一個半徑為R的半圓和一個長為2R、寬為的矩形組成，磁場的方向如圖11所示一束質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(

15、粒子間的相互作用和重力均不計)以速度v從邊界AN的中點P垂直于AN和磁場方向射入磁場中問：圖11(1)當磁感應(yīng)強度為多大時，粒子恰好從A點射出？(2)對應(yīng)于粒子可能射出的各段磁場邊界，磁感應(yīng)強度應(yīng)滿足什么條件？【解析】(1)由左手定則判定，粒子向左偏轉(zhuǎn)，只能從PA、AC和CD三段邊界射出，如圖所示當粒子從A點射出時，運動半徑r1由qB1vm得B1.(2)當粒子從C點射出時，由勾股定理得：(Rr2)2()2r，解得r2R由qB2vm，得B2據(jù)粒子在磁場中運動半徑隨磁場減弱而增大，可以判斷當B時，粒子從PA段射出；當B時，粒子從AC段射出；當B時，粒子從CD段射出【答案】(1)(2)見解析13(14分)如圖12甲所示，在坐標系xOy中，y軸左側(cè)有沿x軸正方向的勻強電場，場強大小為E；y軸右側(cè)有如圖乙所示，大小和方向周期性變化的磁場，磁感應(yīng)強度大小B0已知磁場方向垂直紙面向里為正t0